Metamath Proof Explorer


Theorem eigvalval

Description: The eigenvalue of an eigenvector of a Hilbert space operator. (Contributed by NM, 11-Mar-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Assertion eigvalval ( ( ๐‘‡ : โ„‹ โŸถ โ„‹ โˆง ๐ด โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) ) โ†’ ( ( eigval โ€˜ ๐‘‡ ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eigvalfval โŠข ( ๐‘‡ : โ„‹ โŸถ โ„‹ โ†’ ( eigval โ€˜ ๐‘‡ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) ) )
2 1 fveq1d โŠข ( ๐‘‡ : โ„‹ โŸถ โ„‹ โ†’ ( ( eigval โ€˜ ๐‘‡ ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) ) โ€˜ ๐ด ) )
3 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) )
4 id โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ๐‘ฅ = ๐ด )
5 3 4 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) = ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) )
6 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) )
7 6 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) = ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) )
8 5 7 oveq12d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐ด โ†’ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) = ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )
9 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) )
10 ovex โŠข ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) โˆˆ V
11 8 9 10 fvmpt โŠข ( ๐ด โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) โ†ฆ ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยทih ๐‘ฅ ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐‘ฅ ) โ†‘ 2 ) ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )
12 2 11 sylan9eq โŠข ( ( ๐‘‡ : โ„‹ โŸถ โ„‹ โˆง ๐ด โˆˆ ( eigvec โ€˜ ๐‘‡ ) ) โ†’ ( ( eigval โ€˜ ๐‘‡ ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘‡ โ€˜ ๐ด ) ยทih ๐ด ) / ( ( normโ„Ž โ€˜ ๐ด ) โ†‘ 2 ) ) )